长白山天池火山炭化木的~(14)C年代及其意义

对长白山天池火山喷发形成的灰白色空降浮石层、黑色熔结凝灰角砾层和火山碎屑堆积物中 16个炭化木作了系统的14C年龄测定,结果表明天池火山喷发年代为 (1215±15)AD。从火山碎屑堆积中采集的炭化木测定的14C年代要比火山喷发年代偏老,最大可偏离 800a;炭化木树皮的测定结果比较接近火山喷发年代;黑石河、浮石林、锦江大峡谷等地的黑色熔结凝灰角砾层的14C年代结果表明它们也属于(1215±15)AD大喷发的产物     

济州岛西南泥质区近2300 a来环境敏感粒度组分记录的东亚冬季风变化

对位于东海陆架济州岛西南泥质区的B2孔进行了沉积物粒度分析, 从中提取出了对沉积环境变化敏感的粒度组分. 研究表明该敏感组分的粒级含量和平均粒径变化主要受东亚冬季风的强弱变化制约. 根据以上粒度指标与AMS14C测年相结合建立了近2300 a东亚冬季风高分辨率的时间变化序列. 结果表明近2300 a东亚冬季风变化和中国东部气候变化序列有较好的一致性, 可以划分为四个阶段: 1900 aBP (50 AD)以前和1450 ~ 780 aBP (500 ~ 1170 AD)这两个阶段东亚冬季风相对较弱, 与气候变化的暖期相对应; 1900 ~ 1450 aBP (50 ~ 500 AD)和 780 ~ 219 aBP (1170 ~ 1731 AD)两个阶段为东亚冬季风强盛期, 与气候变化的冷期对应, 后者为近2300 a以来最寒冷的气候阶段, 对应于小冰期. 其中各阶段内部东亚冬季风有明显的次级波动. 在1900 aBP (50 AD)和780 aBP (1130 AD)前后有两次明显的阶段性的气候由暖转冷突变事件, 后者可能与全球尺度大气环流的改变有关.     

长白山千年大喷发泉阳泥炭沉积物记录

长白山千年大喷发火山灰覆盖面积极广,广泛分布于日本海及日本半岛等地,在9 000km以外的格陵兰地区也有这层火山灰的产出,是1个非常重要的等时标志层。文中在长白山NW约45km泉阳泥炭沉积物(64cm)中发现一火山灰层,放射性14C定年结果为886—1013cal AD(95. 4%),火山玻璃主量元素的地球化学特征显示其为碱流质,与长白山千年大喷发火山灰碱流质端元十分吻合,确定为长白山千年大喷发的产物。文中的研究结果说明,这次火山喷发产生的火山灰向NW向已经飘散至约45km以外的泉阳地区,另外,鉴于火山灰中浮岩颗粒粒径可达0. 3cm,说明此次火山喷发产生的火山灰可能向W飘散至更远的地区,从而在更广大的区域上形成等时标志层。千年大喷发泉阳泥炭火山灰与四海龙湾、日本等地以及格陵兰冰芯中的火山灰具有不完全一致的火山玻璃主量元素组成,泉阳泥炭中的火山物质在成分上与典型的空降浮岩有所不同,而是与此次火山喷发的松散火山碎屑流更为接近。     

华南二叠系卡匹敦阶高分辨率浮点年代标尺

基于详细的生物地层学研究,以磁化率为古气候替代指标,对广西来宾铁桥剖面卡匹敦阶地层开展时间序列分析,建立高分辨率浮点年代标尺(FPTS).结果表明,磁化率记录了铁桥剖面中二叠世晚期沉积序列中的米兰科维奇旋回,卡匹敦阶上部磁化率突然增加与峨眉山玄武岩喷发和卡匹敦晚期全球性海退有关,这些事件导致同期沉积物中碎屑物质增加.铁桥剖面瓜德鲁普—乐平统界线附近磁化率和蓬莱滩剖面(乐平统底界GSSP)表现出一致的变化趋势,具可对比性.利用多窗谱法(MTM)和傅里叶变换(FT)从磁化率序列中识别出五个米兰科维奇周期:长偏心率周期(E2,405ka)、短偏心率周期(E1,100ka)、长地轴斜率周期(O2,44.1ka)、长岁差周期(P2,20.95ka)和短岁差周期(P1,17.7ka).对比基于E2周期建立的磁性地层磁化率(MSS)带和标准参考带(SRZ),建立整个沉积序列的高分辨率(200ka)FPTS,提出卡匹敦阶的时限为3.85 Ma(存在+0~0.28 Ma误差),整段沉积序列的平均沉积速率为2.91cm·ka-1.同时计算出卡匹敦阶内部七个牙形石带的时限,从最短26.6ka到最长2.3 Ma.另外,估算出峨眉山大火成岩省喷发启动时间为262.67 Ma,位于瓜德鲁普—乐平统界线之下1.42 Ma.     

长白山天池火山玻璃和长石微观特征研究

研究了长白山天池火山1000年和5000年前2次大喷发产生的浮岩和火山灰的微观特征,通过TEM-EDX和SEM-EDX分析了浮岩中的火山玻璃和长石晶屑的表面特征及风化层厚度。5000年前大喷发浮岩中的火山玻璃风化层平均厚度3·74μm,1000年前大喷发为0·98μm;5000年前大喷发浮岩中的长石表面风化溶蚀度大于1000年前大喷发物中的长石;两次大喷发浮岩中的火山玻璃风化层化学组成与火山玻璃相比富Al和Fe而Si减少。综合上述特征认为,天池火山喷发物中矿物的微观特征的差异与火山喷发年代和喷发环境有关。因此,系统研究天池火山喷发物的微观特征是十分必要的,并且具有一定的应用价值     

云南蒙自五里冲水库区F1,F2断层新活动年代研究

五里冲水库地处侵蚀山区,缺乏第四纪地层作为研究断层新活动年代的对比标志。本文以F_1、F_2断层带内发育的多期方解石脉和断层泥为研究对象,采用显微构造分析,热释光(TL)测年法和扫描电镜(SEM)分析,石英溶蚀速率测年法,对库区F_1、F_2断层新活动的年代进行综合判定。确认:F_1、F_2断层最后一次明显活动的年代分别为(2.93±0.31)×10~5年和(2.33±0.26)×10~5年以前,为评估五里冲水库构造稳定性,提供了可靠的数据。     

追踪黄石的热泉喷发

大约在14000年前,地球上发生了一次热水与蒸汽大喷发的事件。这次喷发喷出的泥浆土甚至岩石碎片高达约2公里的空中。随着爆炸的巨浪,在巨大的喷坑周围形成大量碎片。     

激光~(40)Ar/~(39)Ar定年数据高斯数学模型分析与腾冲火山喷发的分期

确定火山岩的喷发期次是重建火山喷发相关的第四纪环境、研究晚新生代地球动力学和预测火山喷发危险性的前提.激光~(40)Ar/~(39)Ar年代学方法对年轻火山岩样品的定年有明显的优势,具有自动化测试稳定、本底低、高灵敏度等特点,适用于年轻火山岩样品的定年工作.文章采用激光~(40)Ar/~(39)Ar年代学方法对腾冲火山岩区主要岩石单元进行了精细的年代学研究,通过常规的数据处理得到了腾冲火山喷发的时限为0.025～5.1Ma.但年轻火山岩定年因放射成因的~(40)Ar含量极少,偶然因素较多,数据的稳定性较差,甚至得出偏差很大的年龄结果,其分期结果值得商榷.另外,传统分期方法缺乏统一的时间尺度标准,无法对腾冲火山喷发进行严格的时间限定,导致对期次划分认识的分歧.文章尝试引入新的数学模型,对13件样品一共378个年龄测试值进行了重新分期,得到了包含3个波形曲线、彼此独立的表观年龄概率分布图,利用高斯数学模型对波形进行分析,分别对确认的3个正态波形涵盖的年龄数据进行等时线年代学计算,很好地限定了腾冲火山的3期喷发,分别为上新世((3.78±0.04)Ma)、中更新世早期((0.63±0.03)Ma)和中更新末期到晚更新世早期((0.1~(39)±0.005)Ma).这3期喷发时限具有相同的实验精度和时间尺度,降低了年龄数据的误差和偶然性,能准确地限定和代表腾冲火山的整体喷发分期.     

雁荡山湖泊沉积物记录的中国东部季风区小冰期以来气候干湿变化

中国东部季风区过去千年降水变化特征已有大量研究并取得重要进展,但多数研究集中在中国北方和中部地区,南方地区重建记录相对较少.本文对浙江雁荡山雁湖沉积物的总有机碳、色度和粒度等多指标进行分析,重点探讨小冰期以来研究区域的降水变化,结果显示:1)1400-1600 AD,湖区集水发育,研究区气候偏湿润;2)1600-1650 AD,降水量减少,气候偏干旱;3)1650-1750 AD,气候偏湿润;4)1750-2000 AD,研究区气候处于干旱状态,其中1500-1650 AD期间的干湿变化与历史文献记录的雁湖水位有良好的对应关系.在年代误差范围内,雁湖沉积物与浙江天目山泥炭、福建仙山泥炭以及湖光岩玛珥湖沉积物等记录的干湿变化同步,指示了小冰期期间中国东南地区气候波动的一致性.另外,中国东部南、北地区古气候记录反映的降水变化趋势相反,表明在百年时间尺度上,中国东部南北地区降水存在着"南涝北旱"和"北涝南旱"的空间特征.通过与太平洋年代际振荡(PDO)的对比,显示PDO对中国东部地区小冰期期间出现的南-北"偶极型"空间降水特征可能具有重要影响.     

利用~(210)Pb、~(137)Cs和~(241)Am计年法测算云南抚仙湖现代沉积速率

通过对云南抚仙湖沉积物柱芯样品的~(210)Pb、~(137)Cs和~(241)Am测试表明,柱芯剖面上有明显的1963年和1986年~(137)Cs蓄积峰,验证了1975年次级蓄积峰存在的可能性,这些峰形完好的蓄积峰对抚仙湖的现代沉积环境有明显的时标意义。利用~(137)Cs计年法得到抚仙湖沉积物自1963年、1975年及1986年以来到2007年的平均沉积速率分别为0.063g/(cm~2·a)、0.052g/(cm~2·a)和0.039g/(cm~2·a),说明了过去近五十年抚仙湖沉积速率整体上经历了一个由快到慢的过程。借助于~(241)Am的1963年蓄积峰可以提高~(137)Cs计年的准确性。根据~(210)Pb CRS计年模式,计算出每个样品深度所对应的年代,与~(137)Cs计年法比较存在一定的偏差,分析了两种计年方法存在差异性的原因。通过质量深度和年代分析,抚仙湖的沉积速率变化幅度比较大,表明抚仙湖近129年来的沉积环境不稳定,可能与相应历史时期的人类活动有密切的关系。     

长白山天池火山研究进展

长白山天池火山距今４１０５年以来至少发生过两次大规模喷发。其最近的一次大喷发发生于公元８５０～１０４０年间。估计了这次喷发的喷发物体积和Ｃ１，Ｆ，Ｓ等的释放量。数值模拟表明，该次大喷发对全球气候变化产生过重要影响，最近的地球物理探测结果显示，在该火山下面存在地壳和上地幔双层岩浆房。认为该火山现在仍是一座具潜在灾害性大喷发危险的现代活动火山。     

青藏高原中东部过去2485年以来温度变化的树轮记录

通过青藏高原东北部现生活树与墓葬古木相衔接, 利用树轮宽度重建了这一地区过去2485 a以来的年均温度变化序列. 这个温度序列所揭示的气候历史表明序列中有4个时期的温度高于或接近1970~2000 AD的平均温度. 348~413 AD出现过一次快速的由寒冷到温暖的气候突变事件, 文中称之为“东晋事件”. 计算表明, 高原中东部长时间尺度温度变化不仅反映了中国中北地区, 同时也响应了北半球的温度变化. 在过去2485 a里, 中国绝大部分朝代的灭亡都与该温度序列的低温时期相对应. 此外, 与中国其他地区的温度记录相比较, 高原中东部在1950年代之后升温幅度更高一些.     

中国东北饶河杂岩中的侏罗纪玄武质凝灰岩及枕状玄武岩:对古太平洋水下火山活动的启示

保存在陆地上的水下火山爆炸式喷发的地质记录非常少见,为揭示这一现象并探讨其全球意义,本文对中国东北饶河杂岩中的玄武质凝灰岩及枕状玄武岩进行了岩石学、地球化学以及年代学研究.玄武质凝灰岩由分选良好的晶屑(主要为单斜辉石)、玻屑和少量岩屑组成,具有较高的Mg O含量(15.7~15.9%),没有Eu的异常(Eu/Eu*=99~102).凝灰岩的锆石SHRIMP定年结果为(172±1)Ma,与前人报道的枕状玄武岩年龄接近.枕状玄武岩具有演化的Mg O含量以及弱的Eu负异常(Eu/Eu*=90~99).依据不活动微量元素判别,凝灰岩和玄武岩均属于碱性玄武岩,具洋岛型玄武岩配分特征以及一致的Nd同位素特征ε_(Nd)(t)=4.4~6.2,可能源自同一地幔源区.玄武岩的Sr同位素与Nd同位素耦合,而凝灰岩的~(87)Sr/~(86)Sr比值显著偏高并与同期海水相近,暗示地幔物质与海水之间的元素交换更可能发生于火山爆炸式喷发而非溢流式喷发.进一步计算表明,水下火山爆炸式喷发引起的高效率海水-地幔物质之间的Sr同位素交换可能是历史上全球海水Sr同位素比值快速下降的原因之一.     

长白山天池火山天文峰黄色浮岩的岩相学与显微结构特征

在长白山天池火口天文峰内壁发育数十m厚的爆炸式喷发堆积物,颜色各异.其中1套规模较大的黄色中弱熔结的粗粒浮岩空降堆积,堆积物碎屑粒径大,气孔大量发育,含有大粒径粗面岩岩块.文中对采于该套黄色堆积物的样品进行了全岩成分和显微结构特征分析,并与“千年大喷发”的空降浮岩进行了对比.研究结果表明:1)黄色浮岩与千年喷发的浮岩一样,属于碱性流纹岩,比千年喷发的灰白色浮岩略偏基性,可能由同一岩浆演化而来;2)黄色浮岩呈泡沫状,由不同大小的气孔、气孔壁和少量斑晶组成,部分较大的圆形气孔沿斑晶周围发育,呈串珠状排列,流动特征明显,黄色浮岩的斑晶类型和气孔结构与千年喷发的灰白色浮岩类似;3)已有扫描电镜和X射线衍射分析结果显示黄色浮岩中的长石参数与其他浮岩明显不同,可能是独立火山喷发事件的产物.上述岩石学证据表明,该套黄色堆积物是火山爆炸式喷发作用形成的浮岩空降堆积.     

中国北方沙尘暴气候形势的年代际变化

分析了中国北方沙尘气候的时间变化特征, 重点研究与沙尘气侯的年代际变化相应的冬、春季气候和大气环流异常特征. 文章揭示: 在沙尘活动频繁年代(1956~1970)和稀少年代(1985~1999)冬、春季的气候和大气环流有显著差别. 与前一个年代相比, 在后一个年代里冬季极涡异常加深, 50°N附近的西风增强, 东亚极锋锋区位置偏北, 东亚大槽偏弱; 西伯利亚高压北部及中心强度变弱, 阿留申低压明显升压; 东亚季风强度变弱, 影响中国的冷空气势力减弱, 冬、春季大风天气变少. 同时中国北方广大地区冬季温度显著升高, 西北和内蒙古的沙源地区春季降水明显增多. 研究还发现, 在年际尺度上, 中国北方的沙尘活动频次与前冬的西风指数、北极涛动指数呈显著的负相关, 与冬、春季东亚季风指数呈显著的正相关.     

A multiple-proxy stalagmite record reveals historical deforestation in central Shandong,northern China

Evaluating anthropogenic impacts on regional vegetation changes during historical time is not only important for a better understanding of the Anthropocene but also valuable in improving the vegetation-climate models. In this study, we analyzed stable isotopes(δ~(18)O, δ~(13)C) and trace elements(Mg/Ca, Sr/Ca) of a stalagmite from Huangchao Cave in central Shandong, northern China.~(230)Th and AMS~(14)C dating results indicate the stalagmite deposited during 174BC and AD1810, with a hiatus between AD638 and 1102. Broad similarities of the δ~(18)O and trace elements in the stalagmite suggest they are reliable precipitation indexes. The δ~(13)C of the stalagmite, a proxy of vegetation change, was generally consistent with local precipitation and temperature variations on a centennial-scale before the 15th century. It typically varied from –9.6‰ to –6.3‰, indicating climate controlled C3 type vegetation during this period. However, a persistent and marked increasing trend in the δ~(13)C record was observed since the 15th century, resulting in δ~(13)C values from –7.7‰ to –1.6‰ in the next four centuries. This unprecedented δ~(13)C change caused by vegetation deterioration cannot be explained by climate change but is fairly consistent with the dramatically increasing population and farmland in Shandong. We suggest that the increasing deforestation and reclamation in central Shandong began to affect vegetation in the mountain region of central Shandong since the 15th century and severely destroyed or even cleared the forest during the 16th–18th century.     

青海湖全新世硬水效应随时间变化性及其对沉积物~(14)C年龄的校正

通过研究青海湖全新世硬水效应变化与大气~(14)C浓度(X_(atm))之间的关系,确定了湖水溶解无机碳(DIC)与大气~(14)C浓度之比值(X_(DIC)/X_(atm))约为0.790.利用已知X_(atm)随时间变化曲线重建了青海湖全新世的硬水效应,并对沉积物年龄作了相应校正.结果表明,青海湖全新世沉积物(有机质)~(14)C年龄偏老主要缘于湖泊硬水效应,从全新世早期的1000a左右升高到核爆近前的2300a左右,核爆效应之后2005AD又降至1500a左右,其变化至少在很大程度上受控于X_(atm)的波动(对应于以上3个时期,根据X_(atm)所恢复的硬水效应分别为1100a、2150a、1313a).在此基础上,利用硬水效应校正表对青海湖全新世沉积物~(14)C年龄进行了分阶段校正,基于此校正年龄的红度曲线较好地响应了9000-8000cal aBP、6000-5000cal aBP、4200-3800cal aBP、3500-2500cal aBP、1200-1000cal aBP和600-150cal aBP等全球性冷事件.     

2.5ka来新疆吉力湖湖泊沉积记录的气候环境变化

选择位于西风区的吉力湖为研究对象,利用~(210)Pb、~(137)Cs和AMS~(14)C测年手段,建立了吉力湖沉积岩芯2.5ka以来的时间序列。对湖泊沉积物的粒度、总有机碳、总氮以及有机碳同位素等多环境指标的综合分析,重建了吉力湖2.5ka以来的气候环境演化特征。2.5ka以来吉力湖气候环境变化大致经历了5个阶段:500BC-50BC,暖干;50BC-650AD,冷湿,气候不稳定,冷暖波动较大;650-1350AD,暖干,对应于中世纪暖期(MWP),1350-1850AD,冷干,对应于小冰期(LIA);1850AD以来,温干,其中20世纪20年代后,尤其是70年代以来,气候变暖。吉力湖多环境指标记录的气候环境变化与其它地质记录以及历史文献记录均具有较好的一致性。     

西藏普莫雍错不同岩芯环境指标的对比研究及其反映的近200年来环境变化

在西藏南部普莫雍错不同位置处采集了四支岩芯沉积物,对其中一支利用~(210)pb和~(137)Cs方法建立了沉积物的年代序列,并对其他三支岩芯的上部沉积物进行了总有机碳、无机碳、粒度及化学元素含量的分析.结合沉积物年代,对不同岩芯的环境代用指标进行对比,讨论了该地区近200年来的环境变化状况.结果表明,不同位置处采集的岩芯其环境指标变化趋势在整体上具有一定的可比性,但在细节变化与环境指标的数值上仍具有明显的差异,显示了湖泊内部沉积状况的空间差异性,这可能是由于采样点水深、水下地形以及与主要补给河流距离的不同而造成的.PY04岩芯环境指标显示普莫雍错湖区环境在约1900AD之前较为稳定;在约1900-1940AD之间湖区环境波动加剧,地表侵蚀增强,沉积速率加快;湖区环境在1940AD左右发生了明显的变化,温度显著升高,沉积物粒度增大,湖泊处于退缩状态,表明湖泊环境向暖干化方向发展.     

论新托尔巴奇克火山对五大连池近代火山研究的借鉴意义

新托尔巴奇克火山是世界上著名的大裂隙喷发火山，前苏联火山学家对这次喷发有准确预报，而且从喷发的第一天起就做了详细观测记录，取得了丰富的观测研究成果，本文从火山锥体的形成，喷发区特征和监测预报三个方面论述这些成果对研究我国五大连池近代火山的借鉴意义。